KR100757734B1 - Apparatus and method for post video image process - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종전의 비디오 후처리 장치를 포함한 영상 시스템을 보여주는 도면이다.1 is a view showing an imaging system including a conventional video post-processing device.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 후처리 장치를 포함한 영상 시스템을 보여주는 도면이다.2 is a diagram illustrating an imaging system including a video post-processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차분 픽처 인코더를 보여주는 도면이다.3 is a diagram illustrating a differential picture encoder according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차분 픽처 인코더를 보여주는 도면이다.4 is a diagram illustrating a differential picture encoder according to another embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차분 픽처 디코더를 보여주는 도면이다.5 is a diagram illustrating a differential picture decoder according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 비디오 후처리 장치를 포함한 영상 시스템을 보여주는 도면이다.6 is a diagram illustrating an imaging system including a video post-processing device according to another embodiment of the present invention.
본 발명은 비디오 영상 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비디오 영상 시스템을 위한 비디오 영상의 후처리 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a video imaging system, and more particularly, to an apparatus and method for post-processing a video image for a video imaging system.
MPEG(Moving Picture Expert Group) 비디오 압축 방식은 다양한 어플리케이션에 적용된다. 디지털 텔레비전 방송에서 제공되는 비디오 영상은 MPEG-2 방식으로 압축되어 전송되고, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 방송에서 제공되는 비디오 영상은 H.264 방식으로 압축되어 전송된다.Moving Picture Expert Group (MPEG) video compression is applied to a variety of applications. Video images provided in digital television broadcasting are compressed and transmitted in MPEG-2 format, and video images provided in digital multimedia broadcasting (DMB) broadcasting are compressed and transmitted in H.264 format.
현재 널리 사용 중인 비디오 인코더는 움직임 추정 및 움직임 보상에 기반한 시간적 모델에 의해 픽처간 중복(inter-picture redundancy)을 제거하고, DCT(Discrete Cosine Transform)에 기반한 공간적 변환과 양자화에 의해 픽처내 중복(intra-picture redundancy)을 제거하며, 엔트로피 코딩에 의해 통계적인 중복을 제거한다. DCT는 8*8 또는 4*4 사이즈의 블록 단위로 수행되며, DCT에 의해 블록의 에너지는 저주파 영역에 집중된다. DCT 변환된 블록은 양자화되는데, 양자화 과정에서 원래 비디오 영상의 일부가 소실된다.Currently used video encoders remove inter-picture redundancy by temporal models based on motion estimation and motion compensation, and intra-picture redundancy by spatial transform and quantization based on Discrete Cosine Transform (DCT). -picture redundancy) and statistical redundancy by entropy coding. The DCT is performed in blocks of 8 * 8 or 4 * 4 size, and the energy of the block is concentrated in the low frequency region by the DCT. The DCT transformed block is quantized, and part of the original video image is lost during the quantization process.
비디오 디코더는 비디오 인코더와 역순으로 동작한다. 즉, 비디오 디코더는 코딩된 비디오 영상에 대해 엔트로피 디코딩과 역양자화와 IDCT(Inverse Discrete Cosine Transform)을 수행한 후, 움직임 보상에 기반해 비디오 영상을 재구성한다. DCT는 블록 단위로 수행되므로, 비디오 디코더에 의해 재구성된 비디오 영상에서 블록 아티팩트가 나타날 수 있다. 또한 재구성된 비디오 영상의 에지 부근에서 링 아티팩트가 나타날 수도 있다.The video decoder operates in reverse order with the video encoder. That is, the video decoder performs entropy decoding, inverse quantization, and inverse disc cosine transform (IDCT) on the coded video image, and then reconstructs the video image based on motion compensation. Since DCT is performed in units of blocks, block artifacts may appear in the video image reconstructed by the video decoder. Also, ring artifacts may appear near the edges of the reconstructed video image.
H.264 비디오 인코더는 재구성된 비디오 영상에서 나타날 수 있는 아티팩트를 제거하고, 비디오 인코딩의 효율을 높이기 위하여 인루프(in-loop) 필터를 포함한다. 그러나 인루프 필터링은 많은 계산을 필요로 하며, H.264 비디오 인코더는 항상 인루프 필터링을 수행하지는 않는다. 또한 MPEG2 비디오 인코더는 인루프 필터를 포함하지 않는다. 따라서 블록 아티팩트 및 링 아티팩트 문제는 여전히 존재할 수 있다.The H.264 video encoder includes an in-loop filter to remove artifacts that may appear in the reconstructed video image and to increase the efficiency of video encoding. However, in-loop filtering requires a lot of computation, and H.264 video encoders do not always perform in-loop filtering. MPEG-2 video encoders also do not include in-loop filters. Thus, block artifacts and ring artifacts issues may still exist.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 비디오 디코더는 후처리 필터(post filter)를 포함한다. 후처리 필터는 비디오 디코더에 의해 재구성된 픽처 안에 존재하는 블록 아티팩트 및 링 아티팩트를 감소시킨다.To solve this problem, the video decoder includes a post filter. The post processing filter reduces block artifacts and ring artifacts present in the picture reconstructed by the video decoder.
MPEG2에서 픽처들은 I 픽처와 P 픽처 및 B 픽처로 구분될 수 있다. I 픽처는 다른 픽처를 참조하지 않고 코딩되는 픽처를 의미하고, P 픽처는 I 픽처 또는 다른 P 픽처를 참조 픽처로 사용하여 코딩되는 픽처를 의미하며, B 픽처는 두 개의 참조 픽처들을 사용하여 코딩되는 픽처들을 의미한다. I 픽처처럼 다른 픽처를 참조하지 않고 코딩되는 픽처를 인트라 픽처(intra-picture)라 하고, P 픽처 또는 B 픽처처럼 다른 픽처를 참조하여 코딩되는 픽처를 인터 픽처(inter-picture)라고 할 수 있다.Pictures in MPEG2 may be divided into I pictures, P pictures, and B pictures. An I picture means a picture that is coded without reference to another picture, a P picture means a picture coded using an I picture or another P picture as a reference picture, and a B picture is coded using two reference pictures Means pictures. A picture coded without referring to another picture like an I picture may be called an intra-picture, and a picture coded with reference to another picture such as a P picture or a B picture may be referred to as an inter-picture.
어떤 픽처를 코딩하거나 코딩된 픽처를 디코딩할 때 예측 픽처(prediction picture)가 필요하다. 이러한 예측 프레임을 생성하는데 사용되는 픽처를 참조 픽처라 하는데, MPEG2 방식에서 I 픽처와 P 픽처는 참조 픽처가 될 수 있지만 B 픽처는 참조 픽처가 될 수 없다.When coding a picture or decoding a coded picture, a prediction picture is needed. A picture used to generate such a predictive frame is referred to as a reference picture. In the MPEG2 scheme, an I picture and a P picture may be a reference picture, but a B picture cannot be a reference picture.
도 1은 비디오 후처리 필터를 포함하는 종전의 영상 시스템을 보여준다.1 shows a conventional imaging system including a video post-processing filter.
영상 시스템은 픽처들을 재구성하는 비디오 디코더(110)와 재구성된 픽처들을 필터링하는 디블로킹 필터(120)와 필터링된 픽처들을 디스플레이하는 디스플레 이부(130)와 픽처 버퍼 역할을 하는 메모리(150) 및 버스(140)를 포함한다.The imaging system includes a
비디오 디코더(110)는 압축된 비디오 데이터를 디코딩하여 I, P 및 B 픽처들을 재구성한다. I, P 및 B 픽처들을 재구성하는 디코딩 과정에서 필요한 예측 프레임들을 생성하기 위하여, 비디오 디코더(110)는 참조 픽처들(I 및 P 픽처들)을 메모리(150)로부터 제공받는다. 비디오 디코더(110)는 예측 프레임들을 이용하여 압축된 비디오 데이터를 디코딩한다. 비디오 디코더(110)는 디코딩 과정에서 재구성된 I, P 및 B 픽처들을 디블로킹 필터(120)에 제공하고, I 및 P 픽처들은 다음 디코딩 과정을 위해 메모리(150)에 저장한다.
디블로킹 필터(120)는 I, P 및 B 픽처들을 필터링하고, 필터링된 픽처들(I', P' 및 B' 픽처들)을 메모리(150)에 저장한다.The
디스플레이부(130)는 메모리(150)로부터 필터링된 픽처들(I', P' 및 B' 픽처들)을 제공받고, 필터링된 픽처들(I', P' 및 B' 픽처들)을 디스플레이한다.The
실제로 어떤 픽처와 그 픽처를 필터링한 픽처는 거의 유사하다. 종전의 영상 시스템은 거의 유사한 픽처 및 필터링된 픽처를 메모리(150)에 모두 저장하기 때문에 많은 메모리 용량을 필요로 한다. 또한 종전의 영상 시스템은 디블로킹 필터(120)에서 필터링된 픽처들을 그대로 메모리(150)에 전송하기 때문에 버스(140)의 사용이 효율적이지 못하다.In fact, a picture and a picture that filtered the picture are almost similar. Conventional imaging systems require large memory capacities because they store nearly all similar and filtered pictures in memory 150. In addition, the conventional imaging system transmits the pictures filtered by the
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 적은 메모리 공간을 필요로 하는 비디오 영상의 후처리 장치 및 방법을 제공하는 것 을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an apparatus and method for post-processing a video image that requires less memory space.
또한 본 발명은 적은 버스 대역폭을 갖는 비디오 영상의 후처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for processing a video image having a low bus bandwidth.
또한 본 발명은 적은 메모리 공간 및 버스 대역폭을 갖는 영상 시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.It is yet another object of the present invention to provide an imaging system with less memory space and bus bandwidth.
그렇지만 이상의 목적들은 예시적인 것으로서 본 발명은 목적은 이에 한정되지는 않는다. However, the above objects are exemplary and the present invention is not limited thereto.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 영상 후처리 장치는 비디오 디코더에 의해 디코딩된 픽처의 아티팩트를 제거하는 필터와, 상기 필터에 의해 필터링된 픽처와 상기 디코딩된 픽처에 기초하여 압축된 차분 픽처를 생성하는 차분 픽처 인코더 및 상기 디코딩된 픽처와 상기 압축된 차분 픽처에 기초하여 상기 필터링된 픽처를 재생성하는 차분 픽처 디코더를 포함한다. 상기 필터는 상기 디코딩된 픽처의 블록 아티팩트를 제거할 수 있다.In order to achieve the above object, a video image post-processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a filter for removing artifacts of a picture decoded by a video decoder, a picture filtered by the filter, and the decoded picture. A differential picture encoder that generates a compressed differential picture based on the differential picture decoder; and a differential picture decoder that regenerates the filtered picture based on the decoded picture and the compressed differential picture. The filter may remove block artifacts of the decoded picture.
상기 차분 픽처 인코더는 상기 필터링된 영화의 타입을 판정하는 타입 판정부와, 상기 필터링된 픽처의 타입이 I 픽처 또는 P 픽처인 경우에 상기 필터링된 픽처와 상기 디코딩된 픽처를 비교하여 차분 픽처를 생성하는 차분 픽처 생성부 및 상기 차분 픽처를 압축하는 압축부를 포함할 수 있다.The differential picture encoder generates a differential picture by comparing a filtered picture with the decoded picture when a type determination unit determines the type of the filtered movie and the type of the filtered picture is an I picture or a P picture. And a differential picture generation unit and a compression unit for compressing the differential picture.
상기 압축부는 RLC(Run Length Code) 방식으로 상기 차분 픽처를 코딩하고, 상기 RLC 방식으로 코딩된 차분 픽처를 VLC(Variable Length Code) 방식으로 다시 코딩할 수 있다.The compression unit may code the differential picture using a run length code (RLC) scheme and recode the differential picture coded using the RLC scheme using a variable length code (VLC) scheme.
상기 차분 픽처 인코더는 차분 픽처가 버스상으로 전송될 때 차지하는 대역폭에 따라 필터링 계수를 조정하는 필터 제어부를 더 포함할 수 있다.The differential picture encoder may further include a filter controller for adjusting the filtering coefficient according to the bandwidth occupied when the differential picture is transmitted on the bus.
상기 차분 픽처 디코더는 상기 압축된 차분 픽처의 타입을 판정하는 타입 판정부와, 상기 압축된 차분 픽처의 타입이 I 픽처 또는 P 픽처인 경우에 상기 압축된 차분 픽처의 압축을 해제하여 차분 픽처를 생성하는 압축 해제부 및 상기 디코딩된 픽처와 상기 차분 픽처를 더해 상기 필터링된 픽처를 재생성하는 픽처 재생성부를 포함할 수 있다.The differential picture decoder generates a differential picture by decompressing the compressed differential picture when the type determination unit determines the type of the compressed differential picture and the type of the compressed differential picture is an I picture or a P picture. And a decompressor for reproducing the filtered picture by adding the decoded picture and the differential picture.
상기 압축 해제부는 VLD(Variable Length Decode) 방식으로 상기 압축된 차분 픽처를 디코딩하고, 상기 VLD 방식으로 디코딩된 차분 픽처를 RLD(Run Length Decode) 방식으로 다시 디코딩할 수 있다.The decompression unit may decode the compressed differential picture using a variable length decode (VLD) scheme, and decode the differential picture decoded using the VLD scheme using a run length decode (RLD) scheme.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 비디오 영상 후처리 장치는 비디오 디코더에 의해 디코딩된 픽처의 아티팩트를 제거하는 필터와, 상기 필터에 의해 필터링된 픽처에 포함된 참조 영역과 상기 참조 영역에 대응되는 상기 디코딩된 픽처의 참조 영역에 기초하여 압축된 차분 영역을 생성하는 차분 영역 인코더 및 상기 디코딩된 픽처의 대응되는 참조 영역과 상기 압축된 차분 영역에 기초하여 상기 필터링된 픽처에 포함된 상기 참조 영역을 재생성하는 차분 영역 디코더를 포함한다.In order to achieve the above object, a video image post-processing apparatus according to another embodiment of the present invention includes a filter for removing artifacts of a picture decoded by a video decoder, and a reference region included in the picture filtered by the filter. And a differential region encoder for generating a compressed differential region based on the reference region of the decoded picture corresponding to the reference region, and the filtered picture based on the corresponding reference region and the compressed differential region of the decoded picture. And a differential region decoder for regenerating the reference region included in the.
상기 차분 영역 인코더는 상기 필터링된 픽처에서 상기 참조 영역과 비참조 영역을 판정하는 타입 판정부와, 상기 참조 영역과 상기 디코딩된 픽처의 대응되는 영역을 비교하여 차분 영역을 생성하는 차분 영역 생성부 및 상기 차분 영역을 압축하는 압축부를 포함할 수 있다.The difference region encoder may include a type determiner that determines the reference region and the non-reference region in the filtered picture, a difference region generator that generates a difference region by comparing the reference region with a corresponding region of the decoded picture; It may include a compression unit for compressing the difference region.
상기 차분 영역 디코더는 상기 압축된 차분 영역의 타입을 판정하는 타입 판정부와, 상기 압축된 차분 영역의 압축을 해제하여 차분 영역을 생성하는 압축 해제부 및 상기 디코딩된 픽처의 대응되는 참조 영역과 상기 차분 영역을 더해 상기 필터링된 픽처에 포함된 상기 참조 영역을 재생성하는 참조 영역 재생성부를 포함할 수 있다.The difference region decoder may include a type determination unit that determines a type of the compressed differential region, a decompression unit that decompresses the compressed differential region to generate a differential region, a corresponding reference region of the decoded picture, and the The apparatus may include a reference region regeneration unit configured to regenerate the reference region included in the filtered picture by adding a difference region.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 영상 후처리 방법은 비디오 디코더에 의해 디코딩된 픽처의 아티팩트를 제거하는 필터링 단계와, 상기 필터링된 픽처와 상기 디코딩된 픽처에 기초하여 압축된 차분 픽처를 생성하는 단계 및 상기 디코딩된 픽처와 상기 압축된 차분 픽처에 기초하여 상기 필터링된 픽처를 재생성하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, a video image post-processing method according to an embodiment of the present invention includes a filtering step of removing artifacts of a picture decoded by a video decoder, and based on the filtered picture and the decoded picture. Generating a compressed differential picture and regenerating the filtered picture based on the decoded picture and the compressed differential picture.
상기 필터링 단계에서 상기 디코딩된 픽처의 블록 아티팩트가 제거될 수 있다.In the filtering step, block artifacts of the decoded picture may be removed.
상기 압축된 차분 픽처를 생성하는 단계는 상기 필터링된 픽처의 타입을 판정하는 단계와, 상기 필터링된 픽처의 타입이 I 픽처 또는 P 픽처인 경우에 상기 필터링된 픽처와 상기 디코딩된 픽처를 비교하여 차분 픽처를 생성하는 단계 및 상기 차분 픽처를 압축하는 단계를 포함할 수 있다.The generating of the compressed differential picture may include determining the type of the filtered picture, and comparing the filtered picture with the decoded picture when the type of the filtered picture is an I picture or a P picture. Generating a picture and compressing the differential picture.
상기 압축단계에서 상기 차분 픽처는 RLC(Run Length Code) 방식으로 코딩되고, 상기 RLC 방식으로 코딩된 차분 픽처는 VLC(Variable Length Code) 방식으로 다시 코딩될 수 있다.In the compressing step, the differential picture may be coded by a Run Length Code (RLC) scheme, and the differential picture coded by the RLC scheme may be recoded by a Variable Length Code (VLC) scheme.
상기 압축된 차분 픽처를 생성하는 단계는 상기 차분 픽처가 버스상으로 전송될 때 차지하는 대역폭에 따라 필터링 계수를 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.Generating the compressed differential picture may further include adjusting a filtering coefficient according to a bandwidth occupied when the differential picture is transmitted on a bus.
상기 필터링된 픽처를 재생성하는 단계는 상기 압축된 차분 픽처의 타입을 판정하는 단계와, 상기 압축된 차분 픽처의 타입이 I 픽처 또는 P 픽처인 경우에 상기 압축된 차분 픽처의 압축을 해제하여 차분 픽처를 생성하는 단계 및 상기 디코딩된 픽처와 상기 차분 픽처를 더해 상기 필터링된 픽처를 재생성하는 단계를 포함할 수 있다.Regenerating the filtered picture may include determining a type of the compressed differential picture, and decompressing the compressed differential picture when the type of the compressed differential picture is an I picture or a P picture. And generating the filtered picture by adding the decoded picture and the difference picture.
상기 차분 픽처를 생성하는 단계에서 상기 압축된 차분 픽처는 VLD(Variable Length Decode) 방식으로 디코딩되고, VLD 방식으로 디코딩된 차분 픽처는 RLD(Run Length Decode) 방식으로 다시 디코딩될 수 있다.In the generating of the differential picture, the compressed differential picture may be decoded by a variable length decode (VLD) scheme, and the differential picture decoded by a VLD scheme may be decoded again by a run length decode (RLD) scheme.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 시스템은 비디오 코딩된 영상을 디코딩하여 디코딩 과정에서 사용될 참조 픽처와 디코딩 과정에서 사용되지 않는 비참조 픽처를 재구성하는 비디오 디코더와, 상기 참조 픽처 및 비참조 픽처의 아티팩트를 제거하는 필터와, 상기 참조 픽처와 상기 필터에 의해 필터링된 참조 픽처에 기초하여 압축된 차분 픽처를 생성하는 차분 픽처 인코더와, 상기 참조 픽처와 상기 필터에 의해 필터링된 비참조 픽처와 상기 압축된 차분 픽처를 저장하는 메모리와, 상기 압축된 차분 픽처와 상기 참조 픽처에 기초하여 상기 필터링된 참조 픽처를 재생성하는 차분 픽처 디코더 및 상기 필터링된 비참조 픽처와 상기 재생성된 필터링된 참조 픽처를 디스플레이하는 디스플레이부 를 포함한다.In order to achieve the above object, an image system according to an embodiment of the present invention includes a video decoder for decoding a video coded picture to reconstruct a reference picture to be used in a decoding process and a non-reference picture not to be used in a decoding process; A filter for removing artifacts of the reference picture and the non-reference picture, a differential picture encoder for generating a compressed differential picture based on the reference picture and the reference picture filtered by the filter, the reference picture and the filter A memory for storing the filtered non-reference picture and the compressed differential picture, a differential picture decoder for regenerating the filtered reference picture based on the compressed differential picture and the reference picture, and the filtered non-reference picture and the regeneration And a display unit to display the filtered filtered reference picture.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.With respect to the embodiments of the present invention disclosed in the text, specific structural to functional descriptions are merely illustrated for the purpose of describing embodiments of the present invention, embodiments of the present invention may be implemented in various forms and It should not be construed as limited to the embodiments described in.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 후처리 장치를 포함한 영상 시스템을 보여주는 도면이다.2 is a diagram illustrating an imaging system including a video post-processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
영상 시스템은 도 1에 도시된 종전의 영상 시스템과 마찬가지로 비디오 디코더(210)와 디블로킹 필터(220)와 디스플레이부(230)와 버스(240) 및 메모리(250)를 포함한다. 그렇지만 영상 시스템은 적은 메모리 공간과 버스 대역폭을 갖도록 하기 위하여 차분 픽처 인코더(260)와 차분 픽처 디코더(270)를 더 포함한다.The imaging system includes a
비디오 디코더(210)는 압축된 비디오 데이터를 디코딩하여 I, P 및 B 픽처들을 재구성한다. I, P 및 B 픽처들을 재구성하는 디코딩 과정에서 필요한 예측 프레임들을 생성하기 위하여, 비디오 디코더(210)는 이전 디코딩 과정에서 재구성된 참조 픽처들(I 및 P 픽처들)을 메모리(150)로부터 제공받는다. 비디오 디코더(210)는 예측 프레임들을 이용하여 압축된 비디오 데이터를 디코딩한다. 비디오 디코더(210)는 디코딩 과정에서 재구성된 I, P 및 B 픽처들을 디블로킹 필터(220)에 제공하고, I 및 P 픽처들은 다음 디코딩 과정을 위해 메모리(250)에 저장한다.
디블로킹 필터(220)는 I, P 및 B 픽처들을 필터링한다. 차분 픽처 인코더(260)는 필터링된 픽처들(I' 및 P' 및 B' 픽처들) 중 필터링된 참조 픽처들(I' 및 P' 픽처들)에 대한 압축된 차분 픽처들(I'-I 및 P'-P 픽처들)을 생성한다.
압축된 차분 픽처들(I'-I 및 P'-P 픽처들)과 필터링된 비참조 픽처(B' 픽처)은 메모리(250)에 저장된다. 압축된 차분 픽처들(I'-I 및 P'-P 픽처들)은 필터링된 픽처들(I' 및 P' 픽처들)에 비해 데이터 사이즈가 훨씬 작다. 따라서 도 2의 영상 시스템의 메모리(250)는 도 1의 영상 시스템의 메모리(150)에 비해 작은 사이즈의 메모리로 구현될 수 있다.The compressed differential pictures (I'-I and P'-P pictures) and the filtered non-reference picture (B 'picture) are stored in the
압축된 차분 픽처들(I'-I 및 P'-P 픽처들)과 참조 픽처들(I 및 P 픽처들)은 차분 픽처 디코더(270)에 제공된다. 차분 픽처 디코더(270)는 압축된 차분 픽처들(I'-I 및 P'-P 픽처들)과 참조 픽처들(I 및 P 픽처들)을 이용하여 필터링된 참조 사진들(I' 및 P' 픽처들)을 재생성하고, 필터링된 참조 픽처들(I' 및 P' 픽처들)을 디스플레이부(230)에 제공한다.Compressed differential pictures (I'-I and P'-P pictures) and reference pictures (I and P pictures) are provided to the
디스플레이부(230)는 필터링된 참조 픽처들(I' 및 P' 픽처들) 및 필터링된 비참조 픽처(B' 픽처)를 디스플레이한다.The
디블로킹 필터(230)와 차분 픽처 인코더(260) 및 차분 픽처 디코더(270)는 비디오 디코더(210)에 의해 재구성된 픽처들의 아티팩트를 제거하는 비디오 영상 후처리 장치의 기능을 수행한다.The
비디오 영상 후처리 장치의 기능을 수행함에 있어서 버스의 대역폭 사용에 대해 살펴본다. 도 1의 디블로킹 필터(120)에서 디스플레이부(130)로 필터링된 픽처들을 과정에서 필터링된 픽처들(I', P' 및 B' 픽처들)이 버스(140)를 통해 메모리(150)에 전달되고, 필터링된 픽처들(I', P' 및 B' 픽처들)은 메모리(150)에서 버 스(140)를 통해 디스플레이부(230)를 전달된다. 다시 말하면, 도 1의 영상 시스템이 픽처들(I, P 및 B 픽처들)을 후처리할 때, 필터링된 픽처들(I', P' 및 B' 픽처들)은 메모리(150)에 기록될 때와 디스플레이부(130)에 전달될 때 버스(140)의 대역폭을 점유한다.In this section, the bandwidth usage of the bus in the function of the video image post-processing device will be described. In the
도 2의 영상 시스템이 픽처들(I, P 및 B 픽처들)을 후처리할 때, 압축된 차분 픽처들(I'-I 및 P'-P 픽처들)과 필터링된 비참조 픽처(B' 픽처)는 버스(240)를 통해 메모리(250)에 전달되고, 참조 픽처들(I 및 P 픽처들)과 압축된 차분 픽처들(I'-I 및 P'-P 픽처들)과 필터링된 비참조 픽처(B' 픽처)는 메모리(250)에서 버스(240)를 통해 차분 픽처 디코더(270)에 전달된다. 다시 말하면, 도 2의 영상 시스템이 픽처들(I, P 및 B 픽처들)을 후처리할 때, 압축된 차분 픽처들(I'-I 및 P'-P 픽처들)과 필터링된 비참조 픽처(B' 픽처)가 메모리(250)에 기록될 때와 차분 픽처 디코더(270)에 전달될 때 버스(240)의 대역폭을 점유한다.When the imaging system of FIG. 2 post-processes pictures (I, P, and B pictures), compressed differential pictures (I'-I and P'-P pictures) and filtered non-reference picture (B '). Picture) is transferred to the
I 픽처와 P 픽처는 각각 I' 픽처와 P' 픽처와 동일한 데이터양을 가지므로, 도 2의 영상 시스템이 도 1의 영상 시스템보다 적은 버스 대역폭을 점유할 조건은 수학식 1과 같다.Since the I picture and the P picture have the same amount of data as the I 'picture and the P' picture, respectively, the condition that the image system of FIG. 2 occupies less bus bandwidth than that of the image system of FIG.
[수학식 1][Equation 1]
2*Diff_PIC < PIC2 * Diff_PIC <PIC
Diff_PIC은 압축된 차분 픽처의 데이터양을 의미하고, PIC은 필터링된 참조 픽처의 데이터양을 의미한다. 일반적으로 압축된 차분 픽처의 데이터양은 필터링된 참조 픽처의 데이터양보다 훨씬 적기 때문에 수학식 1의 조건은 만족된다.Diff_PIC means the data amount of the compressed differential picture, and PIC means the data amount of the filtered reference picture. In general, the condition of
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차분 픽처 인코더를 보여주는 도면이다.3 is a diagram illustrating a differential picture encoder according to an embodiment of the present invention.
차분 픽처 인코더(260-1)는 비디오 디코딩에 의해 재구성된 픽처들(I 및 P 픽처들)과 필터링된 픽처들(I', P' 및 B' 픽처들)을 입력받고, 압축된 차분 픽처들(I'-I 및 P'-P 픽처들)과 필터링된 비참조 픽처(B' 픽처)를 출력한다.The differential picture encoder 260-1 receives the reconstructed pictures (I and P pictures) and filtered pictures (I ′, P ′, and B ′ pictures) by video decoding, and compresses the differential pictures. (I'-I and P'-P pictures) and filtered non-reference picture (B 'picture) are output.
이를 위하여 차분 픽처 인코더(260-1)는 타입 판정부(310)와 차분 픽처 생성부(320) 및 압축부(330)를 포함한다.To this end, the differential picture encoder 260-1 includes a type determiner 310, a difference picture generator 320, and a compressor 330.
타입 판정부(310)는 필터링된 픽처가 입력되면, 입력된 픽처의 타입을 판정한다. 차분 픽처 생성부(320)는 입력된 픽처의 타입이 I 픽처 또는 P 픽처인 경우에 필터링된 픽처와 필터링되기 전의 재구성된 픽처를 비교하여 차분 픽처를 생성한다. 압축부(330)는 차분 픽처를 무손실 방식으로 압축한다. 일 실시예에 있어서, 압축부(330)는 RLC(Run Length Code) 방식으로 차분 픽처를 코딩하고, RLC 방식으로 코딩된 차분 픽처를 VLC(Variable Length Code) 방식으로 다시 코딩한다.When the filtered picture is input, the type determination unit 310 determines the type of the input picture. The differential picture generator 320 generates a differential picture by comparing the filtered picture with the reconstructed picture before filtering when the type of the input picture is an I picture or a P picture. The compression unit 330 compresses the differential picture in a lossless manner. In one embodiment, the compression unit 330 codes the differential picture by the Run Length Code (RLC) method, and recodes the differential picture coded by the RLC method by the Variable Length Code (VLC) method.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차분 픽처 인코더를 보여주는 도면이다.4 is a diagram illustrating a differential picture encoder according to another embodiment of the present invention.
차분 픽처 인코더(260-2)는 비디오 디코딩에 의해 재구성된 픽처들(I 및 P 픽처들)과 필터링된 픽처들(I', P' 및 B' 픽처들)을 입력받고, 압축된 차분 픽처들(I'-I 및 P'-P 픽처들)과 필터링된 비참조 픽처(B' 픽처)를 출력한다.The differential picture encoder 260-2 receives the reconstructed pictures (I and P pictures) and filtered pictures (I ′, P ′, and B ′ pictures) by video decoding, and compresses the differential pictures. (I'-I and P'-P pictures) and filtered non-reference picture (B 'picture) are output.
이를 위하여 차분 픽처 인코더(260-2)는 타입 판정부(410)와 차분 픽처 생성부(420) 및 압축부(430)를 포함한다. 차분 픽처 인코더(260-2)는 도 3의 차분 픽처 인코더(260-1)와 달리 디블로킹 필터 강도(strength)를 제어하는 디블로킹 제어 부(440)를 더 포함한다.To this end, the differential picture encoder 260-2 includes a
타입 판정부(410)는 필터링된 픽처가 입력되면, 입력된 픽처의 타입을 판정한다. 차분 픽처 생성부(420)는 입력된 픽처의 타입이 I 픽처 또는 P 픽처인 경우에 필터링된 픽처와 필터링되기 전의 재구성된 픽처를 비교하여 차분 픽처를 생성한다. 압축부(430)는 차분 픽처를 무손실 방식으로 압축한다. 일 실시예에 있어서, 압축부(430)는 RLC(Run Length Code) 방식으로 차분 픽처를 코딩하고, RLC 방식으로 코딩된 차분 픽처를 VLC(Variable Length Code) 방식으로 다시 코딩한다.When the filtered picture is input, the
디블로킹 제어부(440)는 차분 픽처(I'-I 픽처 또는 P'-P 픽처)가 차지하는 대역폭이 기준치보다 작은지를 판단하고, 대역폭이 기준치보다 작은 경우에 압축부(430)가 차분 픽처(I'-I 픽처 또는 P'-P 픽처)를 압축하도록 한다. 대역폭이 기준치이상인 경우에 디블로킹 제어부(440)는 디블로킹 필터 강도를 결정하는 디블로킹 계수를 조정한다. 다시 말하면 디블로킹 제어부(440)는 필터링 강도가 과도하여 차분 픽처를 위한 버스 대역폭이 증가할 경우에 필터링 강도를 낮추어 차분 픽처의 사이즈가 작아지도록 한다.The deblocking control unit 440 determines whether the bandwidth occupied by the differential picture (I'-I picture or P'-P picture) is smaller than the reference value. When the bandwidth is smaller than the reference value, the decompression control unit 430 determines that the differential picture (I) is smaller than the reference value. '-I picture or P'-P picture). When the bandwidth is greater than or equal to the reference value, the deblocking control unit 440 adjusts the deblocking coefficient for determining the deblocking filter strength. In other words, when the filtering strength is excessive and the bus bandwidth for the differential picture increases, the deblocking control unit 440 lowers the filtering strength to reduce the size of the differential picture.
도 3 및 도 4의 차분 픽처 인코더의 동작은 블록 단위로 수행될 수 있다. 이 경우에 타입 판정부는 블록이 I 픽처, P 픽처 및 B 픽처 중 어떤 타입의 픽처에 속한 블록인지를 판단한다.The operations of the differential picture encoder of FIGS. 3 and 4 may be performed in units of blocks. In this case, the type determining unit determines whether the block belongs to any type of picture among an I picture, a P picture, and a B picture.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차분 픽처 디코더를 보여주는 도면이다.5 is a diagram illustrating a differential picture decoder according to an embodiment of the present invention.
차분 픽처 디코더(270)는 비디오 디코딩에 의해 재구성된 픽처들(I 및 P 픽처들)과 압축된 차분 픽처들(I'-I 및 P'-P 픽처들)과 필터링된 비참조 픽처(B' 픽 처)을 입력받고 필터링된 픽처들(I', P' 및 B' 픽처들)을 출력한다.The
이를 위하여 차분 픽처 디코더(270)는 타입 판정부(510)와 압축 해제부(520) 및 픽처 재생성부(530)를 포함한다.To this end, the
타입 판정부(510)는 압축된 차분 픽처의 타입을 판정한다. 압축 해제부(520)는 압축된 차분 픽처의 타입이 I 픽처 또는 P 픽처인 경우에 압축된 차분 픽처의 압축을 해제하여 차분 픽처를 생성한다. 일 실시예에 있어서, 압축해제부(520)는 VLD(Variable Length Decode) 방식으로 압축된 차분 픽처를 디코딩하고, VLD 방식으로 디코딩된 차분 픽처를 RLD(Run Length Decode) 방식으로 다시 디코딩하여 차분 픽처를 생성한다. 픽처 재생성부(530)는 비디오 디코딩에 의해 재구성된 픽처와 차분 픽처를 더해 필터링된 픽처를 재생성한다.The
차분 픽처 디코더(270)의 동작은 블록 단위로 수행될 수 있다. 이 경우에 타입 판정부는 압축된 차분 블록이 I 픽처, P 픽처 및 B 픽처 중 어떤 타입의 픽처에 속한 블록인지를 판단한다.The operation of the
MPEG2에서 B 픽처는 다른 픽처를 인코딩하거나 디코딩할 때 사용되는 예측 픽처를 생성할 때 사용되지 않는다. 다시 말하면 MPEG2에서 B 픽처는 비참조 픽처이다. 즉 상세할 설명에서 I 픽처와 P 픽처는 다른 픽처를 인코딩하거나 디코딩할 때 사용될 수 있는 참조 픽처를 의미하고 B 픽처는 비참조 픽처를 의미한다고 할 수 있다. 그렇지만 H.264 비디오 디코더에 기반하여 도 2의 영상 시스템을 구현할 경우에 앞서 설명한 I 픽처 및 P 픽처는 참조 픽처로 대치될 수 있고, B 픽처는 비참조 픽처로 대치될 수 있다. H.264에서 B 픽처는 다른 픽처를 인코딩하거나 디코 딩할 때 사용되는 예측 픽처를 생성하기 위하여 사용되는 참조 픽처가 될 수 있기 때문이다. 따라서 앞서 설명에서 I 픽처와 P 픽처는 참조 픽처를 의미하고, B 픽처는 비참조 픽처를 의미한다고 해석되어야 할 것이다.In MPEG2, a B picture is not used when generating a predictive picture used when encoding or decoding another picture. In other words, in MPEG2, a B picture is a non-reference picture. That is, in the detailed description, I picture and P picture may refer to a reference picture that may be used when encoding or decoding another picture, and B picture may refer to a non-reference picture. However, when implementing the image system of FIG. 2 based on the H.264 video decoder, the I picture and the P picture described above may be replaced with the reference picture, and the B picture may be replaced with the non-reference picture. This is because, in H.264, a B picture may be a reference picture used to generate a predictive picture used when encoding or decoding another picture. Therefore, in the foregoing description, it should be interpreted that the I picture and the P picture mean a reference picture and the B picture mean a non-reference picture.
비디오 인코더가 하나의 픽처내에 참조 영역과 비참조 영역으로 나누어 비디오 코딩을 수행한다고 하며, 비디오 디코더가 재구성한 픽처는 참조 영역과 비참조 영역으로 구분될 수 있다. 참조 영역은 참조 블록들로 구분될 수 있고, 비참조 영역은 비참조 블록들로 구분될 수 있다. 이와 같이 참조 블록과 비참조 블록을 포함하는 방식의 비디오 디코딩 방식으로 동작되는 경우에 영상 시스템에 대해서는 도 6을 참조하여 설명한다.The video encoder is said to perform video coding by dividing the reference region and the non-reference region into one picture, and the picture reconstructed by the video decoder may be divided into the reference region and the non-reference region. The reference region may be divided into reference blocks, and the non-reference region may be divided into nonreference blocks. As described above, an image system when operated in a video decoding method including a reference block and a non-reference block will be described with reference to FIG. 6.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 비디오 후처리 장치를 포함한 영상 시스템을 보여주는 도면이다.6 is a diagram illustrating an imaging system including a video post-processing device according to another embodiment of the present invention.
영상 시스템은 비디오 디코더(610)와 디블로킹 필터(620)와 디스플레이부(630)와 버스(640)와 메모리(650)와 차분 블록 인코더(660) 및 차분 블록 디코더(670)를 포함한다.The imaging system includes a
비디오 디코더(610)는 압축된 비디오 데이터를 디코딩하여 비디오 코딩된 블록들을 재구성한다. 재구성된 블록들은 다른 블록들을 디코딩하는 과정에서 사용되는 참조 블록들과 다른 블록들을 디코딩하는 과정에서 참조되지 않는 비참조 블록들로 나눌 수 있다.
비디오 디코더(610)는 이전의 디코딩 과정에서 재구성된 참조 블록들을 메모리(150)로부터 제공받는다. 비디오 디코더(610)는 참조 블록들을 이용하여 압축된 비디오 데이터를 디코딩한다. 비디오 디코더(610)는 디코딩 과정에서 재구성된 블록들을 디블로킹 필터(620)에 제공하고, 재구성된 블록들 중 참조 블록들을 다음 디코딩 과정을 위해 메모리(650)에 저장한다.The
디블로킹 필터(620)는 재구성된 블록들을 필터링한다. 차분 블록 인코더(660)는 필터링된 블록들 중 참조 블록들에 대한 압축 차분 블록들을 생성한다. 압축된 차분 블록들과 필터링된 비참조 블록들은 메모리(650)에 저장된다.The deblocking filter 620 filters the reconstructed blocks. The
메모리(650)에 저장된 참조 블록들과 압축된 차분 블록들 및 필터링된 비참조 블록들은 차분 블록 디코더(670)에 제공된다. 차분 블록 디코더(670)는 참조 블록들과 압축된 차분 블록들을 이용하여 필터링된 참조 블록들을 재생성하고, 필터링된 참조 블록들은 필터링된 비참조 블록들과 함께 필터링된 픽처를 구성하여 디스플레이부(630)에 제공된다. Reference blocks stored in the memory 650, compressed differential blocks, and filtered dereferenced blocks are provided to the
디스플레이부(630)는 필터링된 픽처를 디스플레이한다.The display 630 displays the filtered picture.
본 발명의 실시예에 따른 비디오 영상 후처리 장치는 적은 메모리 공간을 필요하며, 적은 버스 대역폭을 점유한다. 따라서 본 발명의 실시예에 따른 비디오 영상 후처리 장치를 포함하는 영상 시스템은 적은 용량의 메모리를 포함하도록 구현할 수 있다. 또한 영상 시스템은 영상 처리를 위한 적은 버스 대역폭을 갖는다.The video image post-processing apparatus according to the embodiment of the present invention requires less memory space and occupies less bus bandwidth. Accordingly, an imaging system including a video image post-processing apparatus according to an embodiment of the present invention may be implemented to include a small memory. The imaging system also has less bus bandwidth for image processing.
이상에서의 실시예들은 모두 예시적인 것으로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.The above embodiments are all illustrative, and those skilled in the art may variously modify the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. And can be changed.
Claims (22)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060023889A KR100757734B1 (en) | 2006-03-15 | 2006-03-15 | Apparatus and method for post video image process |
US11/717,692 US20070217520A1 (en) | 2006-03-15 | 2007-03-14 | Apparatuses and methods for post-processing video images |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1020060023889A KR100757734B1 (en) | 2006-03-15 | 2006-03-15 | Apparatus and method for post video image process |
Publications (1)
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